Фотоэлектрлік датчиктердің төрт түрі қандай?

Зауыт роботтары өнімдердің сықырлап келе жатқанын қалай «көретінін» немесе автоматты есік жақындағаныңызды қалай білетінін ойлап көрдіңіз бе? Мүмкін, фотоэлектрлік сенсорлар - көбінесе «фотокөздер» деп аталады - мұны жүзеге асыратын белгісіз кейіпкерлер. Бұл ақылды құрылғылар заманауи автоматиканың негізін құрайтын физикалық байланыссыз объектілерді анықтау үшін жарық сәулелерін пайдаланады. Бірақ сіз төрт негізгі түрі бар екенін білесіз бе, олардың әрқайсысының өз супер күші бар? Біздің автоматтандырылған әлемді қалыптастыратын технологияны түсіну үшін оларды бөлшектеп көрейік.

Негізгі квартет: жарық әлеміңізді анықтайтын төрт жол

Арнайы вариацияларды табатын болсаңыз да, сала мамандары төрт негізгі фотоэлектрлік сенсорлық технологияларды дәйекті түрде көрсетеді. Дұрысын таңдау қолданбаның нақты қажеттіліктеріне – қашықтыққа, нысан түріне, қоршаған ортаға және талап етілетін дәлдікке байланысты.

1. Арқалық сенсорлар: Ұзақ қашықтықтағы чемпиондар

• Олар қалай жұмыс істейді: Маяк пен қарауыл туралы ойланыңыз. Бұл сенсорлар барбөлек бірліктер: жарық сәулесін жіберетін эмитент (көбінесе инфрақызыл немесе қызыл жарық диоды) және тікелей қарама-қарсы орналасқан қабылдағыш. Анықтау объект физикалық болған кезде боладыүзілістербұл сәуле.
• Негізгі күшті жақтары: Олар ең ұзын сезу диапазондарымен мақтана алады (оңай 20 метрге дейін немесе одан да көп) және жоғары сенімділік пен тұрақтылықты ұсынады. Қабылдағыш эмитенттің жарығын тікелей көретіндіктен, олар негізінен нысанның түсі, пішіні немесе бетінің әрлеуіне (жылтыр, күңгірт, мөлдір) әсер етпейді.
• Кемшіліктері: Орнату екі бөлек блоктың дәл туралануын және екеуіне де сымдарды қажет етеді, бұл күрделірек және қымбат болуы мүмкін. Объективтердің екеуінде де кір жиналса, олар осал болады.
• Оларды қай жерде көрсеңіз: конвейерлерде ұзақ қашықтықты анықтауға, үлкен техниканы қорғауға, үзілген сымдарды немесе жіптерді тексеруге және қақпадан өтетін заттарды санауға өте ыңғайлы. Гараж есігінің қауіпсіздік арқалығы оның көлігіңізге жабылуына жол бермейді ме? Классикалық сәуле.

2. Ретрорефлексиялық (шағылыстырғыш) датчиктер: бір блокты балама

• Олар қалай жұмыс істейді: Бұл жерде Эмитент пен Қабылдаушы құрылғыда орналасқанбірдей бірлік. Сенсор жарықты қарама-қарсы орнатылған арнайы рефлекторға (мысалы, жоғары сапалы велосипед шағылыстырғышы) жібереді. Рефлектор жарық сәулесін тікелей қабылдағышқа қайтарады. Анықтау объект осы шағылысқан сәулені үзген кезде орын алады .
• Негізгі күшті жақтары: қондыруға және сымдарды өткізуге қарағанда әлдеқайда оңай, өйткені бұл бір жағында бір ғана блок (плюс пассивті рефлектор). Жақсы сезу диапазондарын ұсынады, көбінесе диффузиялық түрлерге қарағанда ұзағырақ. Кейбір мамандандырылған нұсқалар шағылысуларды елемеу үшін поляризацияланған жарық сүзгілерін пайдалану арқылы мөлдір заттарды (мысалы, шыны немесе пластикалық бөтелкелер) анықтауға өте ыңғайлы.
• Кемшіліктері: сенімді жұмыс істеу үшін рефлекторды таза ұстау керек. Өнімділікке жарықты кері қайтару мүмкіндігі жоғары фон нысандары әсер етуі мүмкін. Сезімдеу диапазоны, әдетте, сәуледен аз.
• Оларды көретін жерде: орау желілерінде, материалдарды өңдеуде, кіру нүктелерінде көліктерді немесе адамдарды анықтауда және өндірістік желілерде мөлдір контейнерлердің болуын тексеруде кеңінен қолданылады.

3. Диффузиялық (жақындық) сенсорлар: ықшам жұмыс атақтары

• Олар қалай жұмыс істейді: Эмитент пен қабылдаушы қайтаданбірдей бірлік. Рефлекторды пайдаланудың орнына, сенсор жарықты қабылдаушыға қайтару үшін мақсатты нысанның өзіне сүйенеді. Датчик осы шағылысқан жарықтың қарқындылығы негізінде нысанды анықтайды.
• Негізгі күшті жақтары: ең қарапайым орнату – орнату және сым үшін бір ғана құрылғы. Ықшам өлшем оларды тар кеңістіктер үшін өте қолайлы етеді. Қарама-қарсы жағында шағылыстырғыш қажет емес.
• Кемшіліктері: Сенсорлық диапазон сәулелік және ретрорефлекторлық түрлерге қарағанда қысқа. Өнімділік нысанның түсіне, өлшеміне, құрылымына және шағылыстыру қабілетіне өте тәуелді. Күңгірт, күңгірт нысан жарқын, жылтырға қарағанда әлдеқайда аз жарық көрсетеді, бұл максималды номиналды қашықтықта анықтауды сенімді емес етеді. Фондық нысандар да жалған триггерлерді тудыруы мүмкін.
• Оларды қай жерде көрсеңіз: қысқа қашықтықты анықтау тапсырмалары үшін өте кең таралған: құрастыру желілерінде бөліктердің болуы, бөтелке қақпағын анықтау, жинақ биіктігін бақылау және қоқыс деңгейін анықтау. Таратылатын жердің жанында қолыңызды сезетін сауда автоматын елестетіп көріңіз.

4. Фонды басу (BGS) сенсорлары: бағытталған сарапшылар

• Олар қалай жұмыс істейді: бір блокта орналасқан диффузды сенсордың күрделі эволюциясы. BGS сенсорлары шағылысқан жарық қарқындылығын жай ғана өлшеудің орнына триангуляция немесе ұшу уақыты қағидаттары арқылы нысанға дейінгі қашықтықты анықтайды. Олар нақты, алдын ала орнатылған арақашықтық диапазонындағы нысандарды ғана анықтау үшін дәл калибрленген, одан тыс кез келген нәрсені (фон) елемейді.
• Негізгі күшті жақтары: фондық нысандар әсер етпеуі – олардың ең үлкен артықшылығы. Стандартты диффузиялық сенсорлармен салыстырғанда нысанның түсіне және шағылыстыруға сезімталдығы әлдеқайда төмен. Нақты қашықтықта объектілерді жоғары сенімді анықтауды қамтамасыз етіңіз.
• Кемшіліктері: әдетте стандартты диффузиялық сенсорларға қарағанда қысқарақ максималды диапазонға ие. Әдетте негізгі диффузиялық түрлерге қарағанда қымбатырақ.
• Оларды көретін жерде: Күрделі немесе шағылыстыратын фонға қарсы нысандарды анықтау, күңгірт немесе қара нысандарды (шиналар сияқты) сенімді түрде сезіну, мазмұн түсіне қарамастан контейнерлердегі толтыру деңгейін тексеру және фон кедергісі проблемасы бар жерде дәл орналастыруды қамтамасыз ету үшін өте қажет. Автокөлік құрастыру желілерінде және азық-түлік қаптамаларында маңызды.

Негіздерден тыс: Мамандандырылған қажеттіліктерді қанағаттандыру

Негізгі төрт жұмыс көптеген жұмыстарды орындаса да, инженерлер ерекше қиындықтарға арналған арнайы сенсорларды әзірледі:

• Талшықты-оптикалық сенсорлар: орталық күшейткішке қосылған икемді талшықты-оптикалық кабельдерді пайдаланыңыз. Өте тар кеңістіктер, жоғары температуралы орталар немесе электр шуы жоғары аймақтар үшін өте қолайлы.
• Түс және контраст сенсорлары: сапаны бақылау үшін өте маңызды, ерекше түстерді немесе контраст айырмашылығын (қаптамадағы жапсырмалар сияқты) анықтаңыз.
• Лазерлік сенсорлар: өте кішкентай объектілерді анықтау немесе дәл қашықтықты өлшеуге қол жеткізу үшін жоғары бағытталған сәулені қамтамасыз етеді.
• Таза нысан сенсорлары: мөлдір материалдарды сенімді анықтау үшін арнайы жасалған арнайы ретрорефлекторлық түрлер.

Неліктен фотоэлектрлік сенсорларды автоматтандыру ережесі

Бұл «бүркіт көздері» таңғаларлық артықшылықтарды ұсынады: ұзақ сезу диапазоны, жанаспайтын жұмыс (зақымданудың алдын алу), жылдам жауап беру уақыты және қатал өнеркәсіптік ортадағы төзімділік. Олар салалардағы сансыз тапсырмалар үшін негізгі болып табылады:

• Өндіріс және орау: конвейерлердегі бөлшектерді анықтау, өнімдерді санау, толтыру деңгейін тексеру, жапсырманың болуын тексеру, роботтық қолдарды басқару.
• Азық-түлік және сусындар: дұрыс орауды қамтамасыз ету, бөгде заттарды анықтау, өндіріс желісінің ағынын бақылау.
• Фармацевтикалық препараттар: блистер қаптамаларында таблеткалардың болуын тексеру, құты толтыру деңгейін дәлдікпен тексеру.
• Автокөлік: құрастыру роботтары үшін бөлшектерді дәл анықтау, құрамдас бөліктерді тексеру, қауіпсіздік жарық перделері.
• Логистика және материалдарды өңдеу: конвейер таспаларын басқару, паллеттерді анықтау, қойманы автоматтандыру.
• Ғимаратты автоматтандыру: Автоматты есіктер, лифттерді орналастыру, қауіпсіздік жүйелері.

Болашақ жарқын (және ақылды)

Фотоэлектрлік сенсорлар нарығы қарқынды дамып келеді, 2030 жылға қарай 3,01 миллиард долларға жетеді, жыл сайын 6,6% немесе 2033 жылға қарай 9% CAGR кезінде тіпті 4,37 миллиард долларға өседі. Бұл өсім автоматтандыруға, Индустрия 4.0 және ақылды зауыттарға деген тынымсыз ұмтылыспен қамтамасыз етілген.

Келесі толқын сенсорлардың ақылды және көбірек қосылуын қамтиды. Оңай орнату және деректер алмасу үшін IO-Link қосылымы, болжамды қызмет көрсету үшін IoT платформаларымен интеграция және тіпті жоғары сезімталдық пен жаңа мүмкіндіктер үшін наноматериалдарды қолдану сияқты жетістіктерді іздеңіз. Біз «Сенсорлық технология 4.0» дәуіріне қадам басып жатырмыз, мұнда бұл іргелі сенсорлық құрылғылар өзара байланысты жүйелердегі интеллектуалды деректер нүктелеріне айналады.

Жұмысқа дұрыс «көзді» таңдау

Осы төрт іргелі түрді – сәуле арқылы, ретрорефлексивті, диффузиялық және фондық басу – фотоэлектрлік зондтау күшін пайдаланудың алғашқы қадамы болып табылады. Нысанды, қашықтықты, қоршаған ортаны және ықтимал фондық кедергіні қарастырыңыз. Күмән туындаған кезде сенсор өндірушілерімен немесе автоматтандыру мамандарымен кеңесу сіздің нақты қолданбаңыз үшін оңтайлы технологияны анықтауға көмектесіп, автоматтандырудың біркелкі және тиімді жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Опцияларды зерттеңіз; дұрыс сенсор жоғары өнімділікке апаратын жолды жарықтандыруы мүмкін.